船体曲线曲面的B样条光顺

根据给定的船体型值点，以三次非均匀B样条为光顺函数，采用整体光顺方法，以应变能最小、曲率变化均匀为准则，以控制点为未知量，建立最优化问题的约束方程并求解，实现船体曲线的光顺。根据曲线的相对曲率线图，将优化后的光顺B样条船体曲线与插值B样条曲线、传统最小二乘法逼近曲线进行了比较。构[循规蹈矩本曲面，以UV方向上的单参数曲线族或站线、水线、纵剖线方向的截面曲线族为研究对象，以曲线族的应变能之和最小为准则，进行光顺处理，最后，以NURBS为统一数学表达式，根据光顺后得到的控制点网络，应用双三次非均匀有理B样条得到光顺的船体曲面。     

三次样条曲线光顺理论之研究

鉴于三次样条曲线用于线型光顺时,由于缺乏完整的光顺标准,效果不够理想。本文通过对影响光顺的主要因素之一——多余膨瘪点进行力学和数学分析,提出调整剪力跃度消除多余膨瘪点的方法,同时建立了一个新的综合考虑的标准——精光顺准则。作为弯势调整的目标和限度,论证了单根曲线剪力跃度允许变号数的推算公式。 作者对200余根各类曲线和5艘船舶线型作了实验,效果很好,证明精光顺准则完全适用于三次样条曲线,可供使用。     

船体型线三向光顺方法及程序设计

针对于船体型线光顺时,三视图修改繁琐且难以保证数据统一的问题,采用以非均匀有理B-样条(NURBS)表达船体型线的方法,特别是NURBS的拼接算法。通过ObjectARX在AutoCAD平台上实现船体型线三向光顺的程序设计,提出一种可以同时控制曲线型值点、一阶导数和二阶导数值的型线整体光顺方法。     

样条曲线拟合与双圆弧逼近

对于离散的型值点,本文采用转轴三次样条曲线拟合,再用公切点取在样条曲线上的双圆弧逼近,既保证了线型的光顺性,又便于图形的贮存、传送和再加工。经实践证明,用上法绘出的图形光顺性好、精度高,完全符合生产要求。     

基于三维CAD模型的复杂艏、艉船型曲面快速光顺方法及实现

利用船舶型值和复杂艏、艉特征参数等数据,结合三维CAD设计软件进行初步建模,提出一种基于三维CAD软件模型的复杂艏、艉船型曲面快速光顺方法,实现复杂艏、艉船型曲面的快速三向光顺。利用生成的光顺仿真模型和曲面求交算法,获得艏、艉部位任意型值点数据。该方法将拼接和光顺处理分为三个阶段来实现,即曲面重建、G1光顺拼接、曲面微调3个阶段。相较于三维CAD软件中基于单个控制点调整的曲面拼接光顺方法,该方法能够大幅提高曲面拼接与光顺的处理效率,同时曲面的内在连续性和型值点数据精度也得到了保证。     

一种新的船体型线自动光顺方法

提出了一种新的在船舶设计阶段光顺船体型线的自动光顺方法.文献中有两类光顺方法:局部光顺法和整体光顺法,文中的光顺方法引入控制点的权值,从而建立了局部光顺法和整体光顺法的统一优化模型.为了提高型线光顺效果,该光顺方法使曲线的应变能和曲率的变化最小,并在优化过程中保证船体型线的几何特征不变.应用该方法光顺典型的船体横剖而曲线,表明可得到满意的光顺效果.     

缸内压力原始测量信号的处理方法

文章介绍了对缸内采集的原始压力信号的一般处理方法,并比较了不同光顺次数对压力数据的影响,提出了分段光顺的方法。结果表明,通过多循环平均和分段光顺对压力数据进行处理,高压段和低压段均能得到比较光滑的压力曲线,又使处理后的数据与原始测量数据的误差较小。     

IBM—PC／XT机上型线光顺系统中导数的妙用

本文介绍的导数运用,使船体曲线在PC机型线光顺系统中得到更合理的有效控制,其光顺质量有较大的提高。     

关于平面曲线的光顺问题

本文从光顺性的辨别、光顺方法和计算应用等方面，对分段三次样条函数和非均匀有理B样条函数用在平面曲线光顺上的优劣进行了评价。     

基于能量优化法的船型快速设计

为使船型设计不再局限于母型的束缚,能够根据设计参数快速生成光顺的船体曲面,基于对船体曲线特征的分析,给出了具体的船型设计参数,提出了利用能量优化方法,以船体曲线的曲率平方和最小为优化目标,求解基于NURBS表达的、光顺的船体型线的设计方法。该方法可以在插值点、导矢、曲率、面积及形心等相关约束下调整船体曲线的基本形状特征,保证船体曲面的光顺性,实现船体曲面的NURBS表达。通过对某一条船的设计,证明了该设计方法的可行性和实用性。     

三次样条曲线等外力端概念及其处理方法

常用的三次样条曲线几种端值条件如简支端、抛物端已不能完全满足曲线光顺的要求。本文从样条曲线精密光顺准则出发,提出一个新的端值条件——等外力端的概念、分类和处理方法。同时从能量最小原理出发,用变分的方法推导出几种端值条件,说明它们的力学背景。在本文中,还提出了连续梁的初始剪力定理。 作者把等外力端应用于样条曲线精密光顺试验,效果十分满意。     

船体型线设计中实现型值点交互修改的研究

本文介绍了在船体型线交互设计中的一种简便、动态的修改方法,即所谓的“橡皮筋”技术。应用该方法修改过程中,只需用鼠标直接施动型值点,曲线随即拟合出来,同时启动系统的曲线光顺性判别功能,使得系统的动态修改变得非常直观和方便。     

点云处理的船载扫描仪三维设计处理

为实现对某船载扫描仪的快速设计,本文基于扫描点云,将多视角点云变换模型与噪点光顺方法相结合,实现了对点云文件的快速逆向设计。研究表明,本文所采用的方法具有计算速度快、模型光顺等优点,具有较好的实用价值。     

高速排水型船型B样条逼近和拟合法光顺

用来光顺船型设计曲线的录烽数字程序，可以生丰三维船体。所采用的研究方法是基于用已经光顺的Ｂ样条逼近船体型线。研究表明，啬样条的次数可以改进光顺度，但可能造成过分偏离原始型值点。以迭代方式对原始型值逐次使用样条，能够权衡解决逼近和光顺之间的矛盾。换名话说，为了实现对原始型值点的最小偏离，可以采用Ｂ样条拟事法代替Ｂ样条逼近法，就船型而言，为了得到三维光顺，就必须同时在三个正交平面上光顺二维船体型线。光     

船体特征曲线光顺算法研究

在以特征曲线为船体NURBS曲面控制线的基础上,通过特征曲线的几何要素和光顺准则自动生成NURBS控制点,为此需要求解一个非线性规划问题,针对该非线性规划的特点,运用现代内点理论作为数值最优化算法,解决了带几何约束的船体特征曲线光顺问题。     

三次样条曲线的选点修改法

本文根据样条曲线的力学性质,提出新的光顺准则和选点修改的方法,并推导出修改量和修改方向均较为合理的综合计算公式。通过实船计算表明,本方法能较准确地依次找到引起样条曲线不光顺的最坏的型值点,并逐一进行有效的修改,最后达到曲线上各节点的外力符号分片同号,力的大小过渡均匀,即基本达到所谓精光顺的要求。由于选点准确,同时又是局部修改,所以在对船体进行三向光顺计算时收敛也较快。本计算方法的应用条件是:需要修顺的曲线必须能用点点通过的三次样条曲线进行拟合,然后才能进行选点修顺。     

基于形状参数的球艏参数化设计

对球艏曲面的参数化建模方法进行了系统研究,首先对球艏的纵向特征曲线和横截面曲线进行参数化建模,将曲线的生成问题看成是一个约束优化问题,目标函数反映了曲线的光顺性,形状参数集则构成问题的等式约束条件,设计变量为曲线的控制顶点坐标。对于球艏曲面的建模则采用改进曲面放样法,即在生成曲面的过程中考虑纵向曲线的光顺性,使得生成的曲面不仅插值通过各条球艏截面曲线,同时具有较好的光顺性。     

圆率序列单根型值光顺及修改方法

船体型线的单根光顺问题,在船体数学放样中是一个比较关键的问题。国内外使用的单根光顺方法甚多。几年来,我厂和山东大学组成的船体数学放样小组,分析了国内外常用的单根光顺方法的优点和不足之处,提出了“圆率序列”光顺的思想。我们根据近年来船体数学放样的实践,采用圆率序列光顺方法,得出了型值点坏点的修改方法,编制了单根型值点光顺程序,在三向光顺中使用。在我厂近十艘船的生产使用中,收到了良好效果。     

船舶数学放样(续二)——第二章 单根曲线光顺

§4.线性规划法在本章前三节里所介绍的线型光顺方法,是根据目标函数所确定的光顺和偏离的要求,用最小二乘法来求解样条函数的系数的。对线型光顺的问题,长期以来一般采用最小二乘法,收到了一定效果。但是应该指出:在目标函数中,只使得给定的型值点与曲线的偏离的平方和达到最小,这就可能在大部分点处的偏离很小,而在某些点处的偏离却很大;其次,虽然在目标函数中可以包括约     

基于小波变换的船体NURBS曲线光顺方法

曲线曲面光顺是CAGD/CAD研究重点,常用光顺方法有选点法和优化法。首先对光顺进行分类定义,提出了数学光顺、物理光顺和功能光顺的概念。其次,由于小波变换的优良特性,针对船舶型线的特点,引入NURBS的K次有理基函数作为小波尺度函数,利用小波变换对船体型线(半宽水线)进行了光顺,实现了曲线的数据压缩和光顺的目的。该方法的有效性和合理性已被实验证明。